O picătură de apă de mare conține câteva milioane de microorganisme, dintre care majoritatea cu greu pot fi numite vii, dar ele sunt cele care pot afecta schimbarea climei terestre. RIA Novosti înțelege de ce virusurile marine sunt periculoase și dacă merită să le combateți.
Microorganisme dimensiunea a 60 de galaxii
În 1989, oamenii de știință de la Universitatea din Bergen au decis să analizeze un microscop electronic de transmisie la materialul precipitat din apa de mare. Rezultatul a fost uimitor: s-a dovedit că aproximativ 250 de milioane de virusuri trăiesc într-un mililitru din eșantion - de o sută de ori mai mult decât se credea anterior când particulele de virus au fost studiate pe peluzele bacteriene cultivate artificial.
„Lucrările ulterioare au dat rezultate și mai uimitoare. Virusurile s-au dovedit a fi cele mai numeroase organisme care trăiesc în oceane - numărul lor merge la chintesențe (1030). Dacă așezăm toate particulele de virus marin într-un lanț, acesta se va întinde pe 60 de galaxii”, spune Elena Likhoshvai, doctor în științe biologice, profesor, șeful departamentului de ultrastructură celulară de la Institutul Limnologic din Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe.
Metodele moderne de decodificare a ADN-ului au schimbat și mai mult ideea despre numărul și varietatea virusurilor care trăiesc pe planetă. În 2016, oamenii de știință de la Institutul comun al genomului din California și Laboratorul Național. Lawrence Berkeley a analizat o cantitate uriașă de date obținute după secvențializarea metagenomică a eșantioanelor din 3.000 de locații geografice - acestea erau ecosistemele marine, de apă dulce și terestră. Cercetătorii au descoperit peste 125.000 de secțiuni de ADN viral, ceea ce a crescut numărul de gene virale cunoscute de 16 ori.
Nepretențioase și foarte tenace
Video promotional:
Există mult mai multe microorganisme în oceane decât peștele și mamiferele marine. Conform unor rapoarte, acestea reprezintă până la 98 la sută din toată biomasa oceanică. Iar cei mai numeroși sunt virușii. Ei infectează 1023 de miliarde de vieți marine în fiecare secundă și astfel consumă până la 20 la sută din biomasa oceanică în fiecare zi.
În același timp, virușii se disting prin vitalitate extremă și nepretenție. Ele pot exista pe o gamă largă de temperatură și în cele mai nefavorabile condiții. De exemplu, virusul diatomului marin (Chaetoceros debilis CdebDNAV) continuă să se infecteze chiar și la minus 196 de grade Celsius. Cianofagele supraviețuiesc în sedimente până la o sută de ani, iar ameba uriașă de 30.000 de ani Pithovirus sibericum, descoperită recent în permafrost, era încă capabilă să infecteze microorganisme.
În plus, de mult timp s-a crezut că fiecare virus vânează doar un grup restrâns în cadrul comunității microbiene - bacterii de un fel sau altul. Cu toate acestea, oamenii de știință americani au arătat că virușii marini nu sunt atât de buni în ceea ce privește alimentele și pot infecta microorganisme de diferite genuri.
Nimeni nu scapă de infecție
Aceste numere și fapte nu înseamnă că o vacanță la mare se limitează la sinucidere. Doar o șaizeci din toate particulele virale găsite în apă sunt periculoase pentru oameni. Peștele și mamiferele marine suferă de unele, dar prada lor principală sunt microbii, care joacă un rol important în formarea climatului terestru.
„Se știe că, după un atac de virus, secvențele CRISPR rămân în genomul bacterian - mici segmente repetate ale genomului, separate prin fragmente de ADN ne-transcrise împrumutate de la elemente genetice străine. Acestea oferă „imunitate” pentru reinfecție și, prin prezența lor în genomul bacteriei, se poate concluziona că a fost deja infectat cu un anumit fag. CRISPR se găsește în 40% din bacterii și 90% din arhaea”, spune Elena Likhoshvay.
Diagrama ciclului de viață a unui virus marin (bacteriofag) / Ilustrație de RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Conform unor rapoarte, cianobacteriile, datorită cărora a apărut odată oxigenul pe Pământ, precum și alte fotosintetice marine microscopice astăzi consumă aproximativ jumătate din tot dioxidul de carbon eliberat în atmosferă. Prin urmare, virusii bacteriofagilor care îi atacă și îi distrug pot juca un rol semnificativ în încălzirea globală. Cu toate acestea, până în prezent, în lumea științifică nu există un consens cu privire la faptul dacă această influență este un semn plus sau minus.
Ordonanțele mării
După cum au aflat cercetătorii de la Universitatea din Warwick, infecția virală afectează într-adevăr abilitățile fotosintetice ale cianobacteriilor - fixarea dioxidului de carbon (adică transformarea lui în compuși de carbon) în cultura bacteriană încetinește aproape de cinci ori după atacul bacteriofagilor. Conform estimărilor grosolane, ca urmare a infecției microorganismelor din atmosferă, până la cinci miliarde de tone de carbon rămân neabsorbite anual - aceasta este zece la sută din tot carbonul fixat de oceane.
Cu toate acestea, unii oameni de știință subliniază că, după distrugerea bacteriilor de către virusuri, resturile de microorganisme sunt cufundate la o adâncime, unde procesele care conduc la eliberarea dioxidului de carbon sunt încetinite. Acolo secretă fier, fosfor și alte elemente necesare nutriției fitoplanctonului. Fitoplanctonul crește și absoarbe mai mult dioxid de carbon.
„Conform noii scheme de circulație globală a materiei organice și a elementelor biogene ale ecosistemelor acvatice, virioplanktonul (totalitatea tuturor virușilor care locuiesc în Oceanul Mondial) afectează multe procese biogeochimice și ecologice, inclusiv ciclul alimentar, respirația și distribuția substanțelor în diferite părți ale ecosistemului. În evaluarea ciclului carbonului și a azotului, este necesar să se țină seama de rolul virușilor, deoarece acestea sunt o parte importantă a pânzelor alimentare care reglementează ciclurile biogeochimice globale , concluzionează Elena Likhoshvai.
Cianobacteriile și alte fotosintetice marine microscopice consumă acum aproximativ jumătate din tot dioxidul de carbon eliberat în atmosferă / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
